【基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（附程序）8000字（論文）】

基于單片機(jī)的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄TOC\o"1-3"\h\u20024一、前言 118994二室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 26449（一）系統(tǒng)需求分析 212377（二）設(shè)計(jì)要求 214243（三）基本框架原理 228655三室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 332577（一）單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 31551單片機(jī)的選用 399322時(shí)鐘模塊硬件電路 4196913復(fù)位電路 525994單片機(jī)晶振電路 55787（二）顯示操作模塊 6276381獨(dú)立控制鍵電路 6261572LCD顯示模塊的電路設(shè)計(jì) 724003報(bào)警電路 810291（三）傳感器模塊 9145011溫度傳感器 9281552光電傳感器 10209073粉塵傳感器 1113431四室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1222448（一）系統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì) 12275491主流程程序設(shè)計(jì) 12219492溫度測(cè)量模塊程序設(shè)計(jì) 1324533PM2.5傳感器監(jiān)控子程序 1411158（二）系統(tǒng)硬件調(diào)試 1541961時(shí)鐘模塊調(diào)試 15141342濕度模塊調(diào)試 15250883光線模塊調(diào)試 15263894系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫濕度讀取測(cè)試 1824043（三）測(cè)試結(jié)果分析 1925556五、結(jié)論 2023757參考文獻(xiàn) 22413附錄 24一、前言目前國(guó)內(nèi)外的空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的研制取得了很大的進(jìn)展,空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域。但是我國(guó)的國(guó)土面積大、人口分布范圍廣和監(jiān)測(cè)壞境復(fù)雜,現(xiàn)有的檢測(cè)站不能滿足現(xiàn)階段的監(jiān)測(cè)需求。國(guó)有站點(diǎn)之間的分布距離較遠(yuǎn)疏于對(duì)工廠、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、學(xué)校等較為分散地點(diǎn)的檢測(cè)。而且需要檢測(cè)的地點(diǎn)的數(shù)量眾多,建立國(guó)有站點(diǎn)的檢測(cè)設(shè)備成本高,因此不可能在這些地點(diǎn)建立單獨(dú)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。在此背景下更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠實(shí)用的室內(nèi)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也越來越有必要。室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)不僅僅只局限于大氣污染的霧霾，還可以對(duì)生活中的溫度、濕度及空氣質(zhì)量的度進(jìn)行調(diào)節(jié)和把握。比如說，人們需要一個(gè)適宜的溫度，不冷不熱；需要一個(gè)適宜的濕度，不會(huì)使皮膚更加干燥；需要在男人抽煙后檢測(cè)空氣環(huán)境是否達(dá)標(biāo)；也可以在煤氣泄漏時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。避免各種有損身體健康的空氣進(jìn)入身體，影響健康。所以，為了人們的身體健康，且為了有一個(gè)更健康的生活環(huán)境，利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)微型的室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)代的家庭的當(dāng)務(wù)之急和生活環(huán)境設(shè)計(jì)基AT89C51單片機(jī)的實(shí)用性的智能空氣質(zhì)量控制器，并利用光強(qiáng)度傳感器BH1750FVI，溫濕度傳感器和紅外線傳感器管。其取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)操作，以一種人性化的工作模式適應(yīng)人們?nèi)找孀非蠛?jiǎn)單、方便、舒適的生活方式。因此，空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義，具有良好的應(yīng)用前景。本論文就是從各個(gè)角度來撰寫設(shè)計(jì)這個(gè)軟件和程序，利用在學(xué)校里學(xué)到的知識(shí)，最后做出課題和實(shí)物來。

二室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)需求分析在總體方案設(shè)計(jì)中以各子系統(tǒng)傳感器作為信號(hào)的傳感器，使得設(shè)計(jì)的檢測(cè)部分穩(wěn)定、準(zhǔn)確。以空氣質(zhì)量檢測(cè)各用電器作為信號(hào)輸出的執(zhí)行原件，控制簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。AT89C51單片機(jī)作為主要的控制原件，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，減少了硬件的復(fù)雜性。并且應(yīng)用了按鍵控制以及顯示電路，極大的提升了本設(shè)計(jì)的方便性。本設(shè)計(jì)的主要原理是光敏電阻和溫度傳感器受到外界條件影響后，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，傳送給單片機(jī)一個(gè)電信號(hào)，在由單片機(jī)經(jīng)過處理后，將信號(hào)傳給執(zhí)行設(shè)備，控制設(shè)備做出相應(yīng)的動(dòng)作，最終實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備的開閉。在實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又添加了定時(shí)元器件電路，用戶可以自己設(shè)定開關(guān)時(shí)間，使空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)化性能得到進(jìn)一步提升。通過室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)建立安全有效的防御體系，實(shí)現(xiàn)防火、防盜、防毒等方面的安全防范；提供智能化，方便靈活的生活方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和高效可靠的工作模式，實(shí)現(xiàn)信息采集、整理、分析的數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理平臺(tái)。（二）設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為基礎(chǔ)通過傳感器和顯示器獲得室內(nèi)的溫度、光電、粉塵等各項(xiàng)數(shù)據(jù)。（三）基本框架原理（1）設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件的設(shè)計(jì)兩部分。硬件模塊包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)模塊、顯示操作模塊、傳感器模塊。其中傳感器模塊包括溫度傳感器、光電傳感器以及粉塵傳感器。軟件系統(tǒng)包括：主流程序設(shè)計(jì)、溫度測(cè)量模塊程序設(shè)計(jì)、鍵盤子程序設(shè)計(jì)、PM2.5傳感器監(jiān)控子程序。（2）用戶可以按鍵盤的指示和按鈕實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)，很好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。（3）顯示屏主要顯示用戶按下按鈕所對(duì)應(yīng)的數(shù)字，以便用戶在當(dāng)前情況下更清楚地了解遙控器的工作情況。（4）AT89C51是紅外報(bào)警器的核心控制部分。單片機(jī)的可編程和運(yùn)算特性決定了AT89C51的核心控制功能。檢測(cè)火災(zāi)、環(huán)境信號(hào)，如果有危情發(fā)生會(huì)自動(dòng)觸發(fā)傳感器，實(shí)現(xiàn)危情報(bào)警通知。

三室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)（一）單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊1單片機(jī)的選用AT89C51單片機(jī)微處理器的主控制器，采用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，特殊的程序存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，高性能的CMOS八位單片機(jī)4K字節(jié)的讀寫數(shù)據(jù)和128字節(jié)（RAM）裝置，采用ATMEL公司的高密度的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的技術(shù)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51的命令，八的芯片一般單片機(jī)中央處理單元（CPU）和閃光燈單位互換。如果RST繼續(xù)高水平，單芯片，周期，以重置狀態(tài)。復(fù)位后，宏處理機(jī)的程序從最初開始。宏處理程序系統(tǒng)說明圖3.1。目前的宏系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)只不過是模擬系統(tǒng)，但用戶提供的最小系統(tǒng)不能提供。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小型的控制單元。單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖3.1所示。圖3.1最小系統(tǒng)圖圖3.2AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)的硬件電路原理圖2時(shí)鐘模塊硬件電路DS1302和微控制器連接只需要三行，采用三線SPI接口與CPU同步通信發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)或多個(gè)字節(jié)的RAM中的數(shù)據(jù)。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)時(shí)鐘所采用的晶振為50MHz的有源晶振，活躍的晶體主要使用3.3V直流電源，該電源系統(tǒng)時(shí)鐘電路。如果采用鋰電池或組扣電池當(dāng)作電源，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功耗増加，電源轉(zhuǎn)化效率低。為減小功耗，提升電源轉(zhuǎn)化效率，經(jīng)過多種方案對(duì)比，采用明緯電子該時(shí)鐘電路是單片機(jī)最小系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)時(shí)鐘電路，因此該設(shè)計(jì)電路非常可行，穩(wěn)定性也很好。圖3.3時(shí)鐘模塊硬件電路圖3復(fù)位電路AT89C52的復(fù)位銷（復(fù)位）高等級(jí)以上連接2個(gè)機(jī)器循環(huán)，復(fù)位電路如圖3.4所示，RST銷復(fù)位信號(hào)輸入，其輸出端Vout的電壓可以通過調(diào)節(jié)R96和R?電阻值來調(diào)節(jié)，由于本系統(tǒng)需要的輸出電壓為5V，因此選擇51KΩ，此外在輸出端加入跳線帽設(shè)計(jì)，用來隔絕前后兩級(jí)的電源電路，起到保護(hù)作用。當(dāng)輸出端Vout電壓穩(wěn)定在5V時(shí)，才會(huì)供給后端電路。圖3.4復(fù)位電路4單片機(jī)晶振電路各電路使用振動(dòng)電路發(fā)生的信號(hào)。圖3.5所示，XTAL1相反的放大器的輸入，理想狀態(tài)下，在如圖所示的電路中，輸入端的電壓值應(yīng)該保持一致，但在電路在實(shí)際工作過程中，輸入端和輸出端電壓值存在一定的誤差，為消除兩者之間的誤差，需要對(duì)輸入端和輸出端的電壓進(jìn)行擬合矯正。其電路圖如下3.5所示。圖3.5單片機(jī)晶振電路（二）顯示操作模塊1獨(dú)立控制鍵電路本文的鍵盤可以根據(jù)設(shè)置的溫度的上下限值觀察報(bào)警燈的工作狀態(tài)，使調(diào)節(jié)的過程安全可靠。鍵盤是人機(jī)交互的重要部件。本設(shè)計(jì)用主板的獨(dú)立鍵盤實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)功能。與單片機(jī)的PO口相連，八個(gè)鍵盤分別控制插板的時(shí)間運(yùn)行情況，其中P0.0控制插座的開啟和停止，P0.2控制插座的定時(shí)加，P0.4控制插座定時(shí)開，每按一次，時(shí)間增加一個(gè)等級(jí)。P0.6控制插座減，若定時(shí)為最低等級(jí)，則定時(shí)保持不變，否則每按鍵一次，定時(shí)減少一個(gè)等級(jí)。鍵盤操作模塊有一個(gè)4x4的小矩陣鍵盤對(duì)系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)部分，可以設(shè)置溫度和感光值、煙度、時(shí)間和其他系統(tǒng)設(shè)置。按鍵電路圖如圖3.6所示。圖3.6按鍵控制原理圖2LCD顯示模塊的電路設(shè)計(jì)顯示電路主要通過鍵盤，實(shí)現(xiàn)家庭功能的設(shè)定、電流參數(shù)等。12864液晶模塊的這十六常用字行表示，12864oled使用提供的龍山清楚檢測(cè)裝置中調(diào)查了現(xiàn)在的環(huán)境指標(biāo)，模塊，靈活的接口利用簡(jiǎn)單，操作方便的命令，可構(gòu)成全中文互動(dòng)圖形界面。為了更直觀的觀測(cè)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，采用顯示屏顯示是一種最有效方式之本文采用GT911的7寸顯示屏模組，它的分辨率為800*500，支持RGB888輸出格式，自帶白色背光電路。7寸屏顯示模組具有50腳，其中24腳用于RGB數(shù)據(jù)的傳輸，其他引腳包括電源線、地線、SDA、SCL、RESET和INT。其中SDA和SCL作為C總線的接口，最高速率可達(dá)400Kbps，單片機(jī)可以通過IIC接口對(duì)GT911的內(nèi)部寄存器進(jìn)行配置。RESET用于系統(tǒng)復(fù)位，NT引腳為中斷控制引腳，可對(duì)GT911的中斷進(jìn)行控制與同一類型的黑客帝國(guó)液晶模塊，該模塊的液晶模塊方案更簡(jiǎn)單，價(jià)格也稍微下一點(diǎn)是同點(diǎn)圖形液晶模塊。圖3.7LCD顯示原理圖3報(bào)警電路當(dāng)溫濕度或氣體濃度超出正常值時(shí)，及時(shí)為人們提供預(yù)警是非常重要的，因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了如下圖所示的報(bào)警電路。單片機(jī)對(duì)IO口P3.0和3.1進(jìn)行控制，E12和D9接在單片機(jī)的引腳上，當(dāng)檢測(cè)數(shù)值超出正常值時(shí)保持低電平。當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)高于正常值時(shí)，單片機(jī)給高電平，此時(shí)，電路會(huì)發(fā)出警報(bào)，蜂鳴器工作。報(bào)警電路如圖3.8：圖3.8蜂鳴器與單片機(jī)的接口電路圖（三）傳感器模塊1溫度傳感器特殊的單總線技術(shù)，串口線的兩側(cè)，通過網(wǎng)絡(luò)I/O口線與計(jì)算機(jī)接口，腳，具有單總線和IC兩種不同的通信方式，可通過SCL信號(hào)線來選擇，當(dāng)SCL信號(hào)線上電后的電平值保持為低電平時(shí)，通信方式為單總線模式。上電時(shí)SCL保持高電平則為IIC通信方式。由于單總線方式通信協(xié)議簡(jiǎn)單且滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要，因此本系統(tǒng)選擇單總線通信方式，溫濕度傳感器和單片機(jī)的連接方式如圖3-9所示。圖3.9DS18B20管腳圖在硬件上，DS18B20與單片機(jī)有兩種連接方式。一個(gè)是VCC，GND連接外部電源，另一種是由寄生電源供電。我們使用第一種連接方法，如圖3.10所示：將DS18B20數(shù)據(jù)線連接到MCU的13個(gè)引腳，再加上拉電阻。圖3.10溫度傳感電路圖2光電傳感器為了根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的照明控制功能使用光的強(qiáng)弱自動(dòng)控制系統(tǒng)的打開關(guān)關(guān)，感光元件。在本設(shè)計(jì)中，使用照片阻力。采用光控制原理。比較電路是參考放大器輸入2個(gè)電阻糖的電壓值，利用電壓反轉(zhuǎn)輸入感光的光收集外部環(huán)境，暗的感光的抵抗特性，對(duì)亮抵抗少，確定逆電壓輸入值。圖3.11光敏傳感器光電傳感器簡(jiǎn)單易用，從輸入3.3V線和殘疾時(shí)的低電平輸出信號(hào)正確地檢測(cè)到高電平。當(dāng)有光線發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)能捕捉到這一信號(hào)從而做出反應(yīng)。3粉塵傳感器本文采用P2Y1010AUOF粉塵傳感器，如煙草煙霧顆粒也能夠被檢測(cè)到，散射光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成光電流，從輸出的電壓來進(jìn)行分析和判定，用來測(cè)量0.8微米以上的微小粒子。再通過內(nèi)置的處理器把數(shù)據(jù)用串口發(fā)出來。圖3.12PM2.5粉塵傳感器接線圖由于設(shè)計(jì)使用的粉塵傳感器檢測(cè)輸出信號(hào)是模擬信號(hào)不能被單片機(jī)處理，則需要將測(cè)得的模擬信號(hào)通過轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。這里的PCF8591模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用四個(gè)單端輸入，并將PCF8591的AIN0引腳接傳感器的5號(hào)（VO模擬信號(hào)輸出）引腳，利用程序模擬I2C總線協(xié)議通訊過程，通過的SDA（P3^2）和SCL（P3^1）引腳讀取模擬量轉(zhuǎn)換值后送入單片機(jī)。

四室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（一）系統(tǒng)軟件總設(shè)計(jì)1主流程程序設(shè)計(jì)圖4.1主程序流程圖2溫度測(cè)量模塊程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)采集、顯示、上傳至串口的程序流程圖如圖4.2所示。數(shù)字溫度傳感器DS18B20將模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并通過串行通信輸出。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的可行性。圖4.2數(shù)據(jù)采集、顯示、上傳至串口的程序流程圖3PM2.5傳感器監(jiān)控子程序本文研制的基于多傳感的空氣質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備采用ZH03B傳感器測(cè)量戶外顆粒物的含量，MHZ14有兩種輸出方式，PWM輸出和UART輸出。本設(shè)備選擇UART輸出方式，不使用奇偶校驗(yàn)，先輸出1位起始位，接著輸出8位數(shù)據(jù)，最輸出1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位。波特率設(shè)置為9600H列。該傳感器可以通過主動(dòng)上傳和應(yīng)答式兩種不同方式返回顆粒物濃度值，本設(shè)備采用主動(dòng)上傳方式更加簡(jiǎn)單快速。如果沒有按鍵按下，則執(zhí)行PM2.5的檢測(cè)和判斷PM濃度值是否過大，超過設(shè)定值時(shí)則報(bào)警并通過LED顯示出來。如果檢測(cè)到有按鍵按下，則通過加減按鍵改變PM的設(shè)定值，并判斷設(shè)定值是否要保存下來，當(dāng)保存按鍵按下后，則將設(shè)定值保存過后執(zhí)行PM2.5的檢測(cè)和判斷PM濃度值是否過大，超過最大值報(bào)警后通過LED顯示，程序依次循環(huán)執(zhí)行。（二）系統(tǒng)硬件調(diào)試硬件系統(tǒng)的正常工作是設(shè)備功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，在進(jìn)行硬件模塊組裝前需要進(jìn)行硬件測(cè)試。芯片引腳的短接、虛焊和引腳的對(duì)應(yīng)位置錯(cuò)放，元器件的極性正負(fù)都可能會(huì)引起硬件模塊的供電的異常，造成器件的損壞甚至是火災(zāi)的發(fā)生。因此對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試至關(guān)重要。1時(shí)鐘模塊調(diào)試空氣質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備采用7寸LCD顯示屏模組將溫度和濕度檢測(cè)等信息顯示出來，顯示屏數(shù)據(jù)以每秒1次的頻率不斷刷新。LCD顯示程序如圖下圖所示，系統(tǒng)上電后。顯示屏?xí)詣?dòng)初始化。完成初始化后進(jìn)行相關(guān)GP1O的配置工作。這些配置過程包括時(shí)鐘、片選和相關(guān)引腳定義。編寫主函數(shù)和接口函數(shù)主函數(shù)表示LCD屏顯示的流程，通過調(diào)用接口函數(shù)完成顯示功能。經(jīng)過24小時(shí)過5秒的走時(shí)，測(cè)出和網(wǎng)絡(luò)時(shí)間吻合，如圖4.3時(shí)鐘電路和程序正常。（a）測(cè)試前的走時(shí)（b）24小時(shí)之后的走時(shí)圖4.3時(shí)鐘模塊調(diào)試2濕度模塊調(diào)試圖4.4所示濕度傳感器模塊通常用來比較室內(nèi)濕度和濕度和濕度傳感器的濕度（濕度值為55%濕度到81%濕度）。（a）室內(nèi)濕度值（b）加濕器后的濕度值圖4.4濕度傳感器調(diào)試3光線模塊調(diào)試在對(duì)著窗子較強(qiáng)的光線強(qiáng)度和室內(nèi)燈光調(diào)試對(duì)比(光線強(qiáng)度由224Lx減少到148Lx)測(cè)試圖如圖4.5所示。圖4.5光線強(qiáng)度傳感器測(cè)試調(diào)試如圖4.6所示，系統(tǒng)原本的運(yùn)行參數(shù)是室內(nèi)溫度界限29℃和室內(nèi)濕度界限99%。若需要將系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置為室內(nèi)溫度界限28℃和室內(nèi)濕度界限85%。圖4.6系統(tǒng)原本的運(yùn)行參數(shù)將數(shù)據(jù)輸入命令信息計(jì)算軟件，其中VER和CID1兩個(gè)數(shù)據(jù)與上節(jié)中一致分別為21和80，ADR系統(tǒng)默認(rèn)值為FF，可得到設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的編碼為49H則在CID2處輸入的數(shù)據(jù)為49，參數(shù)數(shù)據(jù)的信息包含在INFO項(xiàng)中，參數(shù)的格式為溫度傳感器數(shù)量、室內(nèi)溫度界限高八位、室內(nèi)溫度界限低八位、濕度傳感器數(shù)量、室內(nèi)濕度界限高八位和室內(nèi)濕度界限低八位，室內(nèi)溫濕度的數(shù)據(jù)均以16位的數(shù)據(jù)表示，如28℃則為280用十六進(jìn)制表示為0x0118，同理可得室溫度界限16℃用十六進(jìn)制表示為0x00A0，室內(nèi)濕度界限85%用十六進(jìn)制表示為0x0352，所以INFO項(xiàng)數(shù)據(jù)分別為02、01、18、00、0A、02、03和52，綜上可得輸入軟件中的數(shù)據(jù)位21FF804902011800A0020352，按下回車鍵即可的命令信息的數(shù)據(jù)，如下圖3.5所示。圖4.7計(jì)算設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的命令信息將SCAII碼格式的數(shù)據(jù)輸入串口調(diào)試助手，發(fā)送至下位機(jī)系統(tǒng)中，同時(shí)調(diào)試助手接收窗口中就會(huì)收到返回信息，如下圖4.8所示。圖4.8將設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)命令發(fā)送至系統(tǒng)再次查看系統(tǒng)顯示面板中的系統(tǒng)參數(shù)，如下圖4.9所示，從圖中可以看出系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)已經(jīng)設(shè)置成功。圖4.9系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置后的界面4系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫濕度讀取測(cè)試按本章前兩節(jié)的測(cè)試方法，在命令信息計(jì)算軟件中輸入數(shù)據(jù)21FF8042，按回車計(jì)算命令信息數(shù)據(jù)，如下圖4.10所示。圖4.10計(jì)算讀取面板溫濕度的命令信息將SCAII碼格式的數(shù)據(jù)輸入串口調(diào)試助手，發(fā)送至下位機(jī)系統(tǒng)中，同時(shí)調(diào)試助手接收窗口中就會(huì)收到返回信息，如下圖4.11所示，從返回的信息中可以看到以十六進(jìn)制表示的溫濕度，經(jīng)換算后與面板顯示的溫濕度數(shù)據(jù)一致，說明面板溫濕度讀取成功。圖4.10將讀取環(huán)境溫濕度命令發(fā)送至系統(tǒng)（三）測(cè)試結(jié)果分析圖4.11實(shí)物測(cè)試通過以上的測(cè)試可以看出該系統(tǒng)運(yùn)行正常，將命令信息發(fā)送至系統(tǒng)，系統(tǒng)能正確的返回響應(yīng)信息為了避兔誤觸報(bào)警的發(fā)生，在語音報(bào)警模塊需要進(jìn)行一些數(shù)據(jù)處理。在語音報(bào)警程序中需要連續(xù)三次循環(huán)讀取氣體濃度值和溫濕度值，每次都和設(shè)定的上限值進(jìn)行比較，只有讀取數(shù)據(jù)三次都超過上限值時(shí)，才會(huì)觸動(dòng)語音報(bào)警。管理員可以對(duì)室內(nèi)的儀器設(shè)備信息和系統(tǒng)報(bào)警閥值進(jìn)行修改。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信息到管理員的手機(jī)上進(jìn)行報(bào)警。通過測(cè)試結(jié)果可知，系統(tǒng)基本完成了預(yù)期目標(biāo)。

五、結(jié)論目前，空氣質(zhì)量在居民的生活中正占據(jù)著越來越重要的地位，因此空氣質(zhì)量檢測(cè)具有良好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間，在不遠(yuǎn)的將來，必將擁有更為強(qiáng)大的功能并且占據(jù)更為廣闊的市場(chǎng)。本課題首先從整體上對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)按照功能實(shí)現(xiàn)的不同進(jìn)行模塊的劃分。本文的工作大致分成三個(gè)部分。（1）第一部分主要是環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，在這部分內(nèi)，主要工作集中在選擇傳感器并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的功能的實(shí)現(xiàn)、硬件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、完成系統(tǒng)的調(diào)試。（2）主要是環(huán)境數(shù)據(jù)的處理，在這部分內(nèi)通過設(shè)計(jì)的軟件程序構(gòu)建數(shù)據(jù)的顯示體系并包括報(bào)警反饋機(jī)制。（3）第三部分主要是對(duì)整體硬件和軟件體系進(jìn)行測(cè)試，對(duì)各個(gè)模塊的功能、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、顯示等進(jìn)行測(cè)試，對(duì)整體功能進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試反饋進(jìn)行完善。本論文是基于多氣體傳感器的空氣質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的研制，論文的研究?jī)?nèi)容包括電子系統(tǒng)、傳感器和空氣質(zhì)量檢測(cè)等多個(gè)方面。雖然本論文己經(jīng)完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)，但由于時(shí)間和條件限制，本論文仍有可以進(jìn)行改進(jìn)的地方，例如空氣質(zhì)量影響因素較多，還可以加入更多的傳感器種類和數(shù)量，完成空氣質(zhì)量的全面檢測(cè)。

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附錄附錄A：總體原理圖設(shè)計(jì)附錄B：部分程序源代碼#include<reg52.h>#include"eepom52.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#include<intrins.h>//液晶段選定義012345 6 7 8 9 ucharcodesmg_du[]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90， 0x88，0x83，0xc6，0xa1，0x86，0x8e，0xff}; //斷碼//液晶位選定義ucharcodesmg_we[]={0x7f，0xbf，0xdf，0xef};//ucharcodesmg_we[]={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7};uchardis_smg[8]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8}; ucharsmg_i=3;//顯示液晶的個(gè)位數(shù)sbitSCL=P3^4; //SCL定義為P1口的第3位腳，連接ADC0832SCL腳sbitDO=P3^3; //DO定義為P1口的第4位腳，連接ADC0832DO腳sbitCS=P3^2; //CS定義為P1口的第4位腳，連接ADC0832CS腳sbitdq=P3^5; //18b20IO口的定義sbitbeep=P3^6;//蜂鳴器IO口定義uchardengji，s_dengji;//煙物等級(jí)ucharshoudong;//手動(dòng)報(bào)警鍵uinthuoyan;bitflag_300ms;ucharkey_can; //按鍵值的變量ucharmenu_1;//菜單設(shè)計(jì)的變量bitflag_lj_en; //按鍵連加使能bitflag_lj_3_en; //按鍵連3次連加后使能加的數(shù)就越大了ucharkey_time，flag_value;//用做連加的中間變量bitkey_500ms;ucharflag_clock;ucharzd_break_en，zd_break_value;//自動(dòng)退出設(shè)置界面uchara_a;/**************開機(jī)自檢eepom初始化*****************/voidinit_eepom(){ read_eepom(); //先讀 if(a_a!=1) //新的單片機(jī)初始單片機(jī)內(nèi)問EEPOM { s_temp=50; s_dengji=5; a_a=1; write_eepom(); } }/***********************18b20初始化函數(shù)*****************************/voidinit_18b20(){ bitq; dq=1; //把總線拿高 delay_uint(1); //15us dq=0; //給復(fù)位脈沖 delay_uint(80); //750us dq=1; //把總線拿高等待 delay_uint(10); //110us q=dq; //讀取18b20初始化信號(hào) delay_uint(20); //200us dq=1; //把總線拿高釋放總線}/*************寫18b20內(nèi)的數(shù)據(jù)***************/voidwrite_18b20(uchardat){ uchari; for(i=0;i<8;i++) { //寫數(shù)據(jù)是低位開始 dq=0; //把總線拿低寫時(shí)間隙開始 dq=dat&0x01;//向18b20總線寫數(shù)據(jù)了 delay_uint(5); //60us dq=1; //釋放總線 dat>>=1; } }/*************讀取18b20內(nèi)的數(shù)據(jù)***************/ucharread_18b20(){ uchari，value; for(i=0;i<8;i++) { dq=0; //把總線拿低讀時(shí)間隙開始 value>>=1; //讀數(shù)據(jù)是低位開始 dq=1; //釋放總線 if(dq==1) //開始讀寫數(shù)據(jù) value|=0x80; delay_uint(5); //60us 讀一個(gè)時(shí)間隙最少要保持60us的時(shí)間 } returnvalue; //返回?cái)?shù)據(jù)}/****************按鍵處理液晶顯示函數(shù)***************/voidkey_with(){ if(key_can==4) //緊急報(bào)警鍵手動(dòng)報(bào)警 { if(menu_1==0) shoudong=1; } if(key_can==1) //設(shè)置鍵 { menu_1++; if(menu_1>=3) { menu_1=0; } if(menu_1==0) { dis_smg[0]=smg_du[temperature%10]; //取一氧化碳濃度的顯示 smg_i=3; } if(menu_1==1) { dis_smg[0]=smg_du[s_temp%10]; //取個(gè)位顯示 dis_smg[1]=smg_du[s_temp/10%10];//取十位顯示 dis_smg[2]=0xbf; dis_smg[3]=smg_du[10]; //顯示A smg_i=4; } if(menu_1==2) { dis_smg[0]=smg_du[s_dengji%10]; //取個(gè)位顯示 dis_smg[1]=0xbf; dis_smg[2]=0xbf; dis_smg[3]=smg_du[11]; //顯示B smg_i=4; } } if(menu_1==0) { if((key_can==2)||(key_can==3)) shoudong=0;//取消手動(dòng)報(bào)警 } if(menu_1==1) //設(shè)置高濃度報(bào)警 { if(key_can==2) {